作为传统硬盘强有力的竞争者,SSD(Solid State Drive,即固态硬盘)自诞生之初就受到电脑玩家的高度关注。但早期的SSD属于概念性产品,技术还不够成熟。经过两年多的发展,今年国内外各大品牌纷纷推出了大容量SSD,而国内玩家也能通过各种渠道买到这些价值不菲的“发烧级”产品。那么,现在SSD究竟达到了什么样的性能水平,相比传统硬盘有多大的优势?以及国内品牌的低价SSD和国外品牌的高价SSD有何差异?微型计算机评测室将在本次测试中为大家揭晓答案。
与传统机械式硬盘相比,SSD完全摒弃了机械传动装置如马达和磁头,转而采用全电子信号,主要结构包括控制电路PCB、控制芯片和NAND闪存(另外还有一种DRAM内存式SSD,通常用于工业环境,不在本次评测的范围之内)。SSD的优势主要有以下几点:
1.访问时间(Access Time)短、传输速度快。SSD采用NAND闪存作为存储介质,内部没有机械结构,在读写数据时没有寻道时间(Seek Time)和潜伏时间(Latent Time,又称延迟等待时间)。SSD的平均访问时间只有0.1ms~0.2ms,而5400转和7200转硬盘的平均访问通常在12ms以上。随之而来的结果是,SSD的随机传输速度和IO(输入/输出)性能大大优于传统硬盘,并且顺序读取速度也往往高于硬盘。
2.防震抗摔。由于SSD没有机械部件,因此在高速移动、翻转倾斜等情况下也不会影响正常使用;再加上有金属外壳的保护,即使掉落在地上或与硬物碰撞也不会对SSD造成致命损伤,避免数据丢失。
3.静音、节能、低发热量、轻巧。同样是因为没有机械结构,SSD在工作时的噪音几乎可以认为是0dBA,即无声。
同时其功耗比2.5英寸硬盘还要低,在提供相近的存储性能条件下,SSD的能耗更小。在应用上,具有上述优势的SSD既可以取代传统2.5英寸、1.8英寸硬盘,成为未来笔记本电脑、超便携设备的主流存储介质,也可以在商用领域大展拳脚,用于文件服务器、网站服务器、工作站和数据库服务器可以大大提高它们的访问负载能力。
大家知道,今年NAND闪存颗粒的价格暴跌,导致相关厂商巨额亏损,市场上的闪存卡、闪存盘也都卖成了“白菜价”,那为什么同样采用NAND闪存的SSD还是这么贵呢?
这还要从NAND芯片的写入次数限制说起。NAND芯片在长期使用后,一旦接近或超过写入次数的限制,就会随时丢失存在其中的数据,给用户造成难以挽回的损失。由于闪存卡和闪存盘的写入并不频繁,因此正常使用十年以上也不会遇到NAND芯片“寿终正寝”的问题;而当NAND芯片用于频繁写操作的SSD时,问题就出现了。NAND芯片写入次数的限制就像笼罩在用户头上的乌云,让人使用SSD时提心吊胆,谁愿意用这样一款“让人睡觉都不安稳”的存储产品呢?
为了提高SSD的使用寿命,控制芯片厂商研发了各种了磨损均衡算法(Wear-Leveling),把写入操作平均分配到各个存储区域,避免对某些存储区域的集中写入导致其过早“夭折”,从整体上延长SSD的使用寿命。
回到价格的话题上来,由于研发费用较高,并且产量小,让控制芯片的价格居高不下,并且越好的控制芯片的价格也越高,因此目前SSD的大部分成本都落在了控制芯片上,NAND芯片价格的下降也难以带动SSD大幅度降价。虽然有国内品牌推出了不到2000元的“低价”64GB SSD,但仍然只有发烧友才会购买。
除了价格和使用寿命的问题,SSD还有一大争论焦点是SLC和MLC。SLC的全称为“Single Level Cell(单层单元)”,一个块中只存储一组数据,其特点是响应时间快、写入寿命长(10万次左右),但由于数据密度小,成品容量不高,价格也比较贵。
MLC的全称为“Multi Level Cell(多层单元)”,一个块中可以存储两组数据。MLC的响应时间比SLC稍长,并且由于电压变化频繁,写入寿命只有SLC的十分之一(1万次左右),但它的成品容量更大,成本更低。
不过,随着磨损均衡算法的成熟,MLC的使用寿命大大延长,根据厂商资料,目前采用MLC的SSD平均无故障时间(MTBF)达到了150万小时以上(普通硬盘的平均无故障时间为500万小时),正常情况下可以使用五年以上,因此采用MLC、提供大容量SSD的厂商也越来越多。
为了本次测试,微型计算机评测室特别收集了五款SSD产品。它们都采用2.5英寸规格和SATA 3.0GB/s接口,但又各具代表性,既有国外品牌,也有国内品牌;既有MLC,也有SLC,并且还有一款使用SDHC卡的新型SSD。大家将在本次测试中全面了解它们的异同。
SAMSUNG(三星)这款64GB SSD的型号为“MCCOE64G5MPP-OVA”。它采用SLC芯片,64GB也是目前三星SLC型SSD的高容量。SAMSUNG SSD主要提供给OEM客户,还未在国内零售,目前它的Newegg网上售价为549美元左右,约合人民币3800元。
拆开外壳,可以看到它的PCB板正面使用了8颗编号为“K9NCG08U5M-PCK0”的SAMSUNG闪存颗粒,每颗容量8GB,合计64GB。主控芯片为SAMSUNG S3C49RBX01-YH80,还采用了SAMSUNG K4M56323PI-HG75内存芯片,具有8MB缓存容量。PCB板背面没有任何器件。
SAMSUNG 64GB SSD产品资料 | |
重量 |
73g |
耐震强度 |
20G |
耐冲击力 |
1500G |
MTBF |
200万小时 |
Patriot(美商博帝)是美国一家专业存储设备制造商,近期面向个人用户推出了极速系列Warp SSD,我们收到了该系列大容量的128GB SSD。它的型号为“PE128GS25SSDR”,采用MLC芯片,Newegg网上售价为369美元,约合人民币2999元。
在Patriot 128GB SSD的PCB板上,正反面共使用了16颗编号为“K9HCG08U1M-PCB0”的SAMSUNG闪存颗粒,每颗容量8GB,合计128GB。主控芯片为台湾Jmicron(智微)的JMF602,没有缓存。
Patriot Warp 128GB SSD产品资料 | |
重量 |
91g |
耐震强度 |
20G |
耐冲击力 |
1500G |
MTBF |
150万小时 |
在2008年8月份的IDF论坛上,Intel正式发布了SSD,包括面向企业级市场的X25-E系列和面向主流市场的X25-M、X18-M系列,表明对未来SSD市场前景的看好。
我们拿到的是X25-M系列中容量大的80GB SSD,型号为“SSDSA2MH080G1GN”,采用MLC芯片。Intel X25-M 80GB SSD的Newegg网上售价为621美元,约合人民币4300元。值得一提的是,这款Intel X25-M 80GB SSD的厚度仅为7mm,而其它参测SSD以及大多数2.5英寸硬盘的厚度均为9.5mm。
这款SSD的PCB板正反两面共使用了20颗闪存颗粒,做工精良。闪存颗粒的编号为“29F32G08CAMCI”,是Intel和Micron(美光)合作开发的50nm 4GB NAND颗粒(32Gb),20颗合计80GB。
它的主控芯片是Intel自己研发的PC29AS21AA0,使用了动态自适应10通道技术,性能值得期待。它还采用了16MB的SAMSUNG K4S281632I-UC60内存芯片作为缓存。
Intel X25-M 80GB SSD产品资料 | |
重量 |
80g |
耐震强度 |
3.13G |
耐冲击力 |
1000G |
MTBF |
120万小时 |
SOLIWARE(固捷数据)是国内新进崛起的存储设备厂商,其超值系列S100 SSD是专为主流市场设计的高性价比产品,采用MLC芯片,包括32GB、64GB和128GB三种容量。我们收到的是S100 64GB SSD,国内售价约为人民币1800元。
在它的PCB板正反两面上,一共使用了16颗编号为“K9LBG08U0M-PCB0”的SAMSUNG闪存颗粒,每颗容量4GB,合计64GB。主控芯片采用美国XILINX(赛灵思)的XC3S1600E,提供动态自适应4通道技术。
同时它还使用了美国ISSI公司的IS61WV6416BLL-12TLI芯片作为1MB BIOS芯片,PCB板背面则有Marvell 88SA8040-TBC1 SATA芯片,以及Micron(美光)的128MB内存颗粒用作大容量缓存。
SOLIWARE S100 64GB SSD产品资料 | |
重量 |
80g |
耐震强度 |
20G |
耐冲击力 |
1500G |
MTBF |
100万小时 |
ACARD(信亿科技)是台湾一家专注于存储设备的厂商,其产品由厦门宜展电子在国内代理销售。严格来说,这款ACARD ANS-9012并不是完整的SSD,它相当于一个SSD读卡器,提供6个插槽,单个插槽高支持32GB的SDHC卡。
目前一张16GB SDHC卡的价格在200元左右,ANS-9012的售价在700元左右,我们插入六张Apacer(宇瞻)16GB SDHC卡就能得到一个96GB SSD,总价在2000元以下,可以说是一种灵活、低价的SSD解决方案。ANS-9012使用的是双主控芯片:ACARD自家的ANC772N-A和XILINX的3S500E。
ACARD ANS-9012 SSD产品资料 | |
净重 | 65g |
满卡重量 | 80g |
耐震强度 | 无 |
耐冲击力 | 无 |
MTBF | 无 |
为了全面测试这五款SSD,我们特别分为性能测试和功耗测试两大部分,并使用台式机和笔记本电脑两套测试平台。性能测试部分包括HD Tune、HD Tach、IOMeter和PCMark Vantage HDD项目,为了尽量发挥出SSD的性能,避免系统其它部件造成瓶颈,这四项测试均在台式机测试平台上进行;而功耗测试则分为SSD独立实测功耗和BatteryMark电池续航时间测试,前者的测试平台为台式机,后者的测试平台为笔记本电脑。此外,为了与2.5英寸硬盘的性能和功耗进行对比,我们把笔记本电脑测试平台的原配硬盘日立5K320 160GB也加入了本次测试。
台式机测试平台 | |
处理器 |
Pentium Dual-Core E2200 |
主板 |
富士康X38A |
内存 |
威刚DDR2 800 2GB |
显卡 |
七彩虹iGame4850定制版HA |
显示器 |
长城V267 |
光驱 |
华硕Super全能王DRW-20B1S |
机箱 |
酷冷至尊Cosmos |
电源 |
航嘉多核X2 |
操作系统 |
Windows Vista Ultimate SP1 32-bit |
HD Tune:HD Tune是玩家常用的一款磁盘性能测试软件,因此具有很高的可比性。分别经过它的读取测试和写入测试,我们可以得到硬盘的低传输速率、高传输速率、平均传输速率、随机访问时间、突发传输速率及CPU占用率,其中平均传输速率是重要的指标,数值越大越好。
HD Tach:HD Tach是一款专门针对磁盘底层性能的测试软件,测试项目与HD Tune基本相同。但相比HD Tune,它的特点是提供了完整测试模式(Full Bench,分段复制不同容量的数据到磁盘进行测试)。
IOMeter:IOMeter是一款专门测试IO性能的专业软件。该软件初由Intel开发,在1998年IDF论坛上发布之就交给开源研发实验室OSDL,随后被广泛用于存储设备、工作站和服务器的测试,受到业界的认可。我们使用了IOMeter 2006.07.27版本进行测试(新的2008版本还处于RC2阶段的测试中,因此未予采用),测试项目包括理论性能的MAX IO Read(大读取IO)和MAX IO Write(大写入IO),以及模拟实际应用性能的File Server(文件服务器)、Web Server(网站服务器)、WorkStation(工作站)和DataBase(数据库服务器)。测试成绩的单位为IOps(每秒操作数)。此外,IOMeter测试仅使用一个Worker,测试的队列深度设为8(这是日常桌面应用的轻度负载环境,与SSD的使用环境相符),等待时间设为30秒,每项测试等待10分钟后再记录成绩。
PCMark Vantage HDD项目:PCMark Vantage是一款模拟实际Windows应用环境的专业测试软件,其中包括了HDD(即硬盘)测试项目,可以测试出硬盘的综合性能。PCMark Vantage HDD测试项目包含了8个子项目,囊括了文件扫描、游戏、影音娱乐、视频编辑、系统启动和多个程序同时启动等不同的应用环境。分项测试的成绩是硬盘在该应用环境下的传输速率(单位为MB/s)。
笔记本电脑测试平台 | |
神舟承运L840T | |
屏幕尺寸 |
15.4 |
处理器 |
Intel酷睿2 P8400(2.26GHz) |
内存 |
2GB DDR2 800 |
光驱 |
DVD刻录机 |
显卡 |
GeForce 9600M GS(512MB/128-bit) |
硬盘 |
SATA 160GB |
网卡 |
Intel 5100AN |
SSD独立实测功耗:在功耗测试方面,我们使用了专业的功耗测试仪,并且对硬盘进行独立供电,完全排除CPU和南桥芯片的影响,以便更加精确地测试硬盘功耗,包括待机功耗和满载功耗。测试结果的单位为W(瓦特),数值越小越好。
BatteryMark:BatteryMark是笔记本电脑电池续航时间的权威测试软件。我们使用它的典型负载进行测试,考察笔记本电脑在使用五款SSD产品和原配硬盘时,电池续航时间各有多长,看看SSD能否帮助笔记本电脑延长电池续航时间。
10通道技术的Intel X25-M 80GB SSD的确读取性能惊人,读取速度高达201.3MB/s,即使用两块万转硬盘组建RAID 0系统也未必能取得这么好的成绩;不过它的写入性能就稍显平庸了一些,73.8MB/s的写入速度只能算是中等水平。
HD Tune读取测试(单位:MB/s,数值越大越好)
HD Tune写入测试(单位:MB/s,数值越大越好)
LIWARE S100 64GB SSD的表现也令人称道,读写速度均达到100MB/s左右,与目前性能强的7200转硬盘——希捷Barracuda 7200.11 1.5TB相比也毫不逊色。原配2.5英寸硬盘的读取性能则名列倒数第一。
经过HD Tach的完整测试,各产品的成绩排名稍有变化。SAMSUNG 64GB SSD的读取速度达到了122.8MB/s,跃居第二。Patriot Warp 128GB SSD的读取速度达到108.1MB/s,位居第三;但它的写入性能大失水准,测试曲线非常怪异,可能在写入算法上存在问题。ACARD ANS-9012 SSD搭配Apacer 16GB SDHC卡时,读写速度在60MB/s左右,这主要是因为SDHC卡自身的速度偏低,导致ANS-9012达不到标称的128MB/s和98MB/s水平。
SAMSUNG 64GB SSD
Patriot Warp 128GB SSD
Intel X25-M 80GB SSD
SOLIWARE S100 64GB SSD
ACARD ANS-9012 SSD(使用Apacer 16GB SDHC×6)
原配硬盘日立5K320 160GB
在IOMeter的大读取IO测试中,Intel X25-M 80GB SSD的性能无与伦比,超过40000IOps的惊人成绩是第二名SOLIWARE S100 64GB SSD的2.75倍、第三名SAMSUNG 64GB SSD的3.06倍,领先优势非常明显。
单位:IOps,数值越大越好
在IOMeter的大写入IO测试中,Intel X25-M 80GB SSD同样独占鳌头,只是领先幅度稍有下降。奇怪的是,尽管Patriot Warp 128GB SSD的写入传输速度偏低,但写入操作数却达到了7028IOps,甚至比读取操作数还要高。ACARD ANS-9012 SSD由于平均访问时间高达1.1ms,是其它SSD的10倍左右,因此在IO性能不佳。
单位:IOps,数值越大越好
在模拟文件服务器的应用测试中,Intel X25-M 80GB SSD、SOLIWARE S100 64GB SSD和SAMSUNG 64GB SSD分列前三位,并且第一名的领先优势达到了20倍左右。
单位:IOps,数值越大越好
在模拟网站服务器的应用测试中,前三名的排名与File Server测试相比没有变化。不过这次Patriot Warp 128GB SSD的表现恢复了正常,成绩为3195IOps,与二、三名的成绩相差不远。
单位:IOps,数值越大越好
IOMeter模拟工作站的应用测试再次成就了Intel X25-M 80GB SSD的辉煌,领先优势同样高达20倍。不同的是,SAMSUNG 64GB SSD超过了SOLIWARE S100 64GB SSD,领先幅度为35.8%。
单位:IOps,数值越大越好
Intel X25-M 80GB SSD领先幅度大的是在IOMeter模拟数据库的测试,达到了第二名SAMSUNG 64GB SSD的25.7倍!另一方面,Patriot Warp 128GB SSD和ACARD ANS-9012 SSD的IO性能却比不上原配2.5英寸硬盘。
单位:IOps,数值越大越好
Intel X25-M 80GB SSD的PCMark Vantage得分高达30114分,其次的是SAMSUNG 64GB SSD的18215分,Patriot Warp 128GB SSD和SOLIWARE S100 64GB SSD的得分在10000分左右,分列三、四名。相比之下,目前7200转大容量硬盘的得分普遍在5000分左右。可见受益于超低的平均访问时间,SSD在实际应用中的优势也是很明显的。
单位:IOps,数值越大越好
在待机状态下,SAMSUNG 64GB SSD是省电的SSD,待机功耗仅为0.7W。但我们也看到,并不是所有的SSD都比2.5英寸硬盘的功耗低,SOLIWARE S100 64GB SSD的待机功耗高达3.3W,插上六张SDHC卡的ANS-9012 SSD的功耗也超过了2.5英寸硬盘。
单位:W,数值越小越好
满载状态下各款产品的表现又稍有不同。插上六张SDHC卡的ANS-9012 SSD的功耗增长幅度不大,其3.6W的功耗低于2.5英寸硬盘的4.8W。SOLIWARE S100 64GB SSD的满载功耗升至5.9W,节能不是它的强项。当然,省电的仍然是SAMSUNG 64GB SSD。
单位:W,数值越小越好
笔记本电脑电池续航时间的测试让人大跌眼镜,不论使用SSD还是使用硬盘,电池续航时间都在90分钟左右,而且使用硬盘时居然获得了长95分钟的电池续航时间。究其原因,实测该笔记本电脑的整体待机功耗达到了66W,满载功耗更高达100W以上。因此在整机功耗面前,SSD与硬盘的功耗差异实在是微不足道,再加上系统其它部件的影响,难免出现测试误差。总而言之,大家不要寄希望于SSD能够延长笔记本电脑的电池续航时间。
单位:分钟,数值越大越好
总体而言,SSD相对于传统硬盘具有非常明显的性能优势。在传输速度上,SSD的读取速度大多超过100MB/s,这在HD Tach完整测试中体现得淋漓尽致。相比之下,5400转2.5英寸硬盘的传输速度在50MB/s左右,而在我们以往的测试中,7200转硬盘也只有65MB/s左右的传输速度。而在IO性能方面,SSD的性能优势更为突出,不论是大读写IO测试,还是四种应用测试,SSD的整体领先幅度都在数倍以上。稍显不足的是,SSD写入速度的整体水平在75MB/s左右,相比传统2.5英寸硬盘的优势不大,也比不上主流3.5英寸硬盘的写入速度。因此,提高写入速度应该是SSD厂商今后研发的一个重点。
ACARD ANS-9012 SSD的官方兼容性列表 | ||
SDHC品牌 |
容量 |
闪存类型 |
PhotoFast |
4GB |
SLC |
PhotoFast |
8GB |
MLC |
PhotoFast |
16GB |
MLC |
Toshiba |
4GB |
SLC |
Toshiba |
8GB |
MLC |
Adata |
8GB |
MLC |
ATP |
4GB |
MLC |
在电池巡航时间上,我们认为对于笔记本电脑这样的高功耗产品而言,在正常使用情况下SSD起到的省电作用微乎其微,几乎不可能延长电池续航时间。只有在低功耗的超便携设备或手持设备上,SSD相对传统硬盘的功耗差异才能体现出来。
尽管SOLIWARE S100 64GB SSD的做工用料一般,但对比测试成绩可以发现,这款售价不到2000元的国产SSD的性能相当不错,不论是读写速度还是IO性能均能与售价近4000元的SAMSUNG 64GB SSD相媲美,可见做工用料并不是一切,低价的国产SSD仍然会大有市场。而它的不足之处主要是功耗偏高,甚至高于2.5英寸硬盘。
不论SSD的NAND闪存颗粒是SLC还是MLC,测试成绩并没有明显区别。在整体的技术优化之下,单颗MLC芯片的性能弱势被弥补,用户在日常使用中已经很难区别SSD的类型。同时在磨损均衡算法的帮助之下,MLC芯片的SSD的使用寿命也延长到五年以上。因此对于用户而言,根本不需要再考虑MLC和SLC的问题,根据SSD的性能、价格和使用寿命,并结合自身需求选择产品即可。
SAMSUNG 64GB SSD:测试产品中功耗低的SSD,同时具有不错的传输速度和IO性能,PCMark Vantage综合性能成绩也相当好。由于采用SLC芯片,这款产品的平均无故障时间达到了200万小时,是测试产品中长的;但它的售价比较高,因此更适合注重使用寿命的商业用户使用。
|
HD Tune |
Tune HD |
HD Tach |
HD Tach |
MAX IO |
MAX IO |
SAMSUNG 64GB SSD |
88.2MB/s |
78.7MB/s |
122.8MB/s |
74.5MB/s |
13626 |
11679 |
Patriot Warp 128GB SSD |
124.4MB/s |
52.5MB/s |
108.1MB/s |
26.7MB/s |
5184 |
7028 |
Intel X25-M 80GB SSD |
201.3MB/s |
73.8MB/s |
186.1MB/s |
75.2MB/s |
41665 |
32248 |
SOLIWARE S100 64GB SSD |
98.8MB/s |
103.6MB/s |
103.9MB/s |
109.5MB/s |
15161 |
16618 |
ACARD ANS-9012 SSD |
63.7MB/s |
31.3MB/s |
66.7MB/s |
47.9MB/s |
1555 |
5 |
原配硬盘日立5K320 160GB |
49.8MB/s |
49MB/s |
52.1MB/s |
52.1MB/s |
8146 |
6514 |
Patriot Warp 128GB SSD:具有不错的读取速度和PCMark Vantage综合性能成绩,但它的读写算法存在一定的问题,在其它性能测试项目中表现异常。如果能尽快对算法进行修正,这款产品则有望性能“大翻身”。
Intel X25-M 80GB SSD:毫无疑问,Intel又一次为业界树立了标杆,这款SSD“恐怖”的读取速度、IO性能和PCMark Vantage综合性能成绩足以让任何对手汗颜,绝对是一款令发烧友疯狂的产品。特别是在商用服务器领域,存储介质的读取性能远比写入性能重要,因此Intel这款SSD着重提高读取性能可谓有的放矢。
File |
Web |
Work |
Data |
PCMark |
待机 |
满载 |
Battery | |
SAMSUNG 64GB SSD |
378 |
3662 |
444 |
272 |
18215分 |
0.7W |
2.2W |
93分钟 |
Patriot Warp 128GB SSD |
23 |
3195 |
24 |
14 |
10891分 |
1.6W |
3.5W |
92分钟 |
Intel X25-M 80GB SSD |
8630 |
13140 |
8362 |
6981 |
30144分 |
1.5W |
4.1W |
89分钟 |
SOLIWARE S100 64GB SSD |
480 |
3790 |
327 |
236 |
11032分 |
3.3W |
5.9W |
90分钟 |
ACARD ANS-9012 SSD |
23 |
724 |
24 |
14 |
652分 |
2.5W |
3.6W |
90分钟 |
原配硬盘日立5K320 160GB |
71 |
70 |
77 |
72 |
2750分 |
2.1W |
4.8W |
95分钟 |
SOLIWARE S100 64GB SSD:正所谓“人不可貌相”,这款卖相一般的产品实际上具有相当不错的性能,而且其写入速度比读取速度还要高,100MB/s以上的写入速度在测试产品中位于榜首。至于偏高的功耗和较短的平均无故障时间,对于预算有限、又急于体验SSD的玩家来说根本就不是购买的障碍。
ACARD ANS-9012 SSD:这是一款很有创意的产品,具有灵活、低价的特点,但应该选择高性能SDHC卡,否则会导致它发挥不出佳性能。它的弱点是平均访问时间相比其它SSD偏高,这是因为大多数SDHC卡的平均访问时间都在1ms以上,导致其IO性能和综合应用性能不如其它SSD。在使用时还需要注意:必须使用相同品牌、相同容量的SDHC卡;必须按照插槽编号的顺序插卡;用于系统盘时,只能使用SLC型SDHC卡,否则会导致操作系统响应缓慢等问题。